现代机器人:力学、规划与控制

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"MODERN ROBOTICS MECHANICS, PLANNING, AND CONTROL 是一本由 Kevin M. Lynch 和 Frank C. Park 在2016年出版的关于机器人学的教材,主要涉及机械、规划和控制方面的内容。这本书是未编辑的预印本版本,最终正式版将于2017年由剑桥大学出版社出版,ISBN号为9781107156302。读者可以个人使用,但不能进一步分发。作者鼓励对书中的原始图形进行合理引用,并提供了相关的图书信息网站(http://modernrobotics.org),该网站上有软件、视频和反馈表单等资源。" 本书的核心知识点包括: 1. **机器人学基础**:作为一本教材,它覆盖了机器人学的基础概念,包括机器人的自由度和关节设计。 2. **自由度**:书中详细介绍了刚体的自由度(Degrees of Freedom, DOF)以及机器人的自由度。机器人自由度涉及到其在空间中移动和转动的能力,是衡量机器人灵活性的关键参数。 3. **机器人关节**(2.2.1 Robot Joints):这部分讲解了机器人不同类型的关节,如旋转关节、直线关节等,它们如何赋予机器人在三维空间中运动的能力。 4. **Grubler’s Formula**(2.2.2 Grubler's Formula):这是一个用于计算具有多个连杆的闭链机构自由度的公式,对于理解复杂机器人系统的运动学至关重要。 5. **配置空间**(Configuration Space):2.3章节深入探讨了配置空间的拓扑和表示方法。配置空间是描述机器人所有可能位置和姿态的数学抽象空间。 - **配置空间拓扑**(2.3.1 Configuration Space Topology):这部分讨论了配置空间的结构,包括连接性、连续性和路径规划等问题。 - **配置空间表示**(2.3.2 Configuration Space Representation):介绍了如何用坐标系或向量来表示机器人在配置空间的位置,这在运动规划和控制中是非常重要的。 6. **配置和速度**:书中还提到了配置和速度的关系,这是机器人动力学研究的基础,涉及到机器人的运动学和动力学模型。 这本教材适合于学习机器人学的学生、工程师和研究人员,它不仅提供了理论知识,还可能包含实际操作和案例分析,帮助读者理解和应用机器人学的基本原理。通过学习这些内容,读者可以掌握机器人系统的设计、分析和控制方法。